ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2 ЗАЩИТА ОТ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Цель лабораторной работы – ознакомить студентов с основами теории теплового излучения, нормативными требованиями к тепловому излучению и промышленными методами защиты от него; научить пользоваться приборами для измерения плотности тепловых потоков и оценивать эффективность защитных экранов.

Общие сведения

Основные понятия и определения

Любое тело, имеющее отличную от абсолютного нуля температура, излучает энергию в виде электромагнитных волн с длиной волны от нуля до бесконечности. В зависимости от агрегатного состояния вещества его излучение может быть сплошным (твердые вещества, жидкости) и дискретным (пары и газы). Тепловым излучением называют излучение в видимом (длина волны = 0, 4…0, 75 мкм) и ближнем инфракрасном ( = 0, 75…2, 5 мкм) спектральном диапазоне.

 

Тепловое облучение интенсивностью до 350 Вт/м² не вызывает неприятного ощущения, при 1050 Вт/м² уже через 3...5 мин на поверхности кожи появляется неприятное жжение (температура кожи повышается на 8...10°С), а при 3500 Вт/м² через несколько секунд возможны ожоги.

 

Интенсивность теплового облучения на отдельных рабочих местах может быть значительной. Например, в момент заливки стали в форму она составляет 12 000 Вт/м²; при выбивке отливок из опок 350...2000 Вт/м², а при выпуске стали из печи в ковш достигает 7000 Вт/м².

Эффект теплового воздействия на организм зависит: от плотности потока, длительности облучения, зоны воздействия, длины волны.

Общее количество теплоты, поглощенное телом, зависит от размера облучаемой поверхности, температуры источника излучения и расстояния до него. Для характеристики теплового излучения принята величина, названная интенсивностью теплового облучения. Интенсивность теплового облучения J_е — это мощность лучистого потока, приходящаяся на единицу облучаемой поверхности, Вт/м².

 

Интегральную плотность излучения q, Вт/м² можно определить по закону Стефана-Больцмана

 

(1)

Здесь ₀ – константа Стефана-Больцмана, равная 5, 67_*10^-8 Вт/(м².К), – степень черноты, Т – температура излучающего тела, К

Для удобства инженерных расчетов формулу (1) обычно представляют в виде

 

(1а)

где С₀ =5, 67 Вт/(м².К⁴) носит название константа излучения АЧТ.

Приведенные выше формулы характеризуют полусферическое собственное излучение тела q^соб. Однако в практических расчетах интерес представляет доля полусферического излучения тела (например, раскаленного сляба), падающего на какую-нибудь поверхность (окно кабины оператора, лицо рабочего и т.п.). Эта доля характеризуется угловым коэффициентом излучения , равным

 

(2)

Из формулы (3.2) следует, что

 

(3)

Величину плотности теплового потока падающего излучения q^пад в охране труда называют облученностью.

 

Для правильного выбора защитных средств очень важно знать величину плотности теплового потока падающего излучения («облученность») на персонал или оборудование. Для ориентировочных расчетов величины плотности теплового потока падающего можно использовать эмпирическую формулу

 

(4)

где q* – максимально возможная плотность потока излучения конкретного источника, кВт/м²; l – расстояние от источника до объекта, м; n – константа; – угол между нормалью к поверхности источника и линией, соединяющей центра поверхностей источника и приемника излучения (рис. 1).

Значения q* и n приведены в таблице 1.

 

Таблица 1 -- Значения q* и n для основных источников теплового излучения металлургических цехов

Цех	Источник теплового излучения	q*, кВт/м2	n
Доменный	Наполняемые чугуном ковши и шлаковые чаши со шлаком Чугун и шлак в канавах во время выпуска
Конверторный	Футеровка конвертера после выпуска Выпускаемая сталь из конвертера Кожух конвертера	3, 5	1, 5 1, 4 0, 6
Электросталеплавильный	Сталь, выпускаемая из печи Открытое загрузочное окно		1, 9 1, 2
Мартеновский	Загрузочное окно печи: - открыто Передняя стенка печи при закрытых окнах	7, 8	1, 3 0, 4
Разливочная площадка	Изложницы или кристаллизатор МНЛЗ	9, 0	1, 6
Прокатные	Окна загрузки и выгрузки методической печи: Нагретый металл на рольганге - квадрат 800 лист 3600* 10*12000	29, 0   18, 1 36, 5	1, 4   1, 4 1.8
КХП	Пламя над четырьмя соседними стояками коксовой батареи Ячейка батареи при открытой двери	16, 3   10, 0	0, 6   1.9
Агломерационный	Чашевый охладитель Транспортер с агломератом	71, 0 69, 3	0, 8 1, 0

 

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться: